大氣靜力穩(wěn)定度

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1、第五章大氣靜力穩(wěn)定度（大氣層結(jié)穩(wěn)定度）大氣中的對流，時強(qiáng)時弱，持續(xù)時間長短不一，這是什么原因呢？據(jù)研究，這和大氣層結(jié)穩(wěn)定度有密切的關(guān)系。5.1大氣靜力穩(wěn)定度的判定法（氣塊法）5.2條件性不穩(wěn)定5.3地整層氣層升降時穩(wěn)定度的變化5.4逆溫層第五章大氣靜力穩(wěn)定度大氣層結(jié)：大氣溫度和濕度的垂直分布。處于靜力平衡狀態(tài)的大氣中，一些空氣團(tuán)塊受到動力因子或熱力因子的擾動，就會產(chǎn)生向上或向下的垂直運動。這種偏離其平衡位置的垂直運動能否繼續(xù)發(fā)展，是由大氣層結(jié)即大氣溫度和濕度的垂直分布所決定的。層結(jié)大氣所具有的這種影響垂直運動的特性稱為大氣的靜力穩(wěn)定度，也稱層結(jié)穩(wěn)定度。判斷靜力穩(wěn)

2、定度通常采用“氣塊法”。運用氣塊模型，令氣塊離開平衡位置作微小的虛擬位移，如果氣塊有回到原平衡位置的趨勢，則這種大氣層結(jié)是穩(wěn)定的。如果氣塊既不遠(yuǎn)離平衡位置也無返回原平衡位置的趨勢，而是隨遇平衡，就是中性的。如果氣塊到達(dá)新位置后有繼續(xù)移動的趨勢，則此氣層的大氣層結(jié)是不穩(wěn)定的，它表明稍有擾動就會導(dǎo)致垂直運動的發(fā)展。穩(wěn)定氣層：氣塊在受擾后，有一鉛直虛位移，若氣塊到達(dá)新位置后有返回原來位置的趨勢，則為穩(wěn)定氣層；中性氣層：氣塊在受擾后，有一鉛直位移，若氣塊到達(dá)新位置后既無離開又無返回原來位置的趨勢，則為中性氣層；（隨遇平衡）不穩(wěn)定氣層：氣塊在受擾后，有一鉛直虛位移，若氣塊

3、到達(dá)新位置后有離開原來位置的趨勢，則為不穩(wěn)定氣層；大氣穩(wěn)定度是表示大氣層結(jié)對氣塊能否產(chǎn)生對流的一種潛在能力的量度。必須注意，它并不是表示氣層中已經(jīng)存在的鉛直運動，而是用來描述大氣層結(jié)對于氣塊在受外力擾動而產(chǎn)生垂直運動時，會起什么影響(加速、減速或等速)。這種影響只有當(dāng)氣塊受到外界擾動后，才能表現(xiàn)出來。1、靜力穩(wěn)定度是氣塊與氣層互為作用的綜合結(jié)論；2、靜力穩(wěn)定度僅指氣塊處在該氣層中，鉛直運動發(fā)展的趨勢與可能；3、穩(wěn)定氣層中可以有對流運動，但不利于對流發(fā)展；不穩(wěn)定氣層中若無擾動，亦不可能發(fā)展對流，但利于對流發(fā)展。大氣的垂直運動產(chǎn)生，主要決定于兩個原因:一個是動力原因

4、，一個是熱力原因。動力原因:飛機(jī)飛過，高山阻檔,槽前和槽后等熱力原因由于地表面局部受熱不均勻，使得近地面層的空氣溫度在水平方向上分布不均，溫度較高的空氣就因密度較小而上升，周圍較冷空氣因密度較大而下沉補(bǔ)嘗。5.1.1基本判別式(1)B為凈的阿基米德浮力，氣塊的穩(wěn)定與否取決于B單位體積氣塊氣塊在垂直方向上的受力單位體積氣塊垂直運動方程：5.1.1基本判別式(2)常用氣塊內(nèi)外虛溫差來討論靜力穩(wěn)定度:根據(jù)準(zhǔn)靜力條件和狀態(tài)方程1、當(dāng)時，則。說明若氣塊比周圍空氣暖時，可獲得向上的加速度。2、當(dāng)時，則。說明若氣塊比周圍空氣冷時，將獲得向下的加速度。3、若時，。說明氣塊與周圍

5、空氣無溫差時，氣塊的垂直加速度為零。5.1.2靜力穩(wěn)定度判據(jù)（1）令?和Γ分別表示氣塊和環(huán)境大氣的垂直減溫率。當(dāng)氣塊從平衡位置作一微小位移dz后，其溫度T就變成則氣塊加速度：5.1.2靜力穩(wěn)定度判據(jù)（2）討論1、若，氣塊的加速度總是和dz的符號一致，有加速離開原平衡位置的傾向，則大氣層結(jié)是不穩(wěn)定層結(jié)。5.1.2靜力穩(wěn)定度判據(jù)（3）討論若，加速度與dz的符號總是相反,氣塊有回到原平衡位置的趨勢，垂直運動受到限制而削弱，這種氣層是穩(wěn)定的。若，垂直運動既不發(fā)展也不衰減，大氣層結(jié)是中性的5.1.2靜力穩(wěn)定度判據(jù)（4）歸納如下:這只是一般結(jié)論，大氣分為未飽和飽和兩種情況，

6、因此，應(yīng)該進(jìn)一步討論5.1.2靜力穩(wěn)定度判據(jù)（4）①未飽和氣塊，垂直位移時按干絕熱變化，垂直減溫率??=?d。1、Γ>?d不穩(wěn)定2、?d=Γ中性3、Γ?s不穩(wěn)定2、?

7、s=Γ中性3、Γ?d絕對不穩(wěn)定2、?d>Γ>?s條件性不穩(wěn)定3、Γ

8、氣層的不穩(wěn)定能量（1）設(shè)